川東北地區茅口組巖溶儲層測井特征及有效性評價

劉帥 王建波

中國石化勘探分公司 四川 成都 610041

受東吳運動構造抬升和淡水淋濾作用共同影響，四川盆地茅口組頂部發育不整合巖溶縫洞型儲層。元壩地區茅口組鉆遇淺灘疊巖溶新類型儲層，獲得高產工業氣流，證實了元壩地區茅口組的巨大潛力，同時明確了儲層發育受臺緣相帶、暴露溶蝕等作用的聯合控制[1-2]。儲層致密且非均質性強、儲集空間類型多樣，具有弱敏感地球物理參數特征，這些因素為利用地球物理測井技術開展儲層有效性評價帶來了很大的困難[3]。

近年來，針對巖溶縫洞型儲層有效性評價方法開展了很多研究。吳豐和習研平等[4]建立了4類巖溶儲層識別模式，明確鉀含量較高儲層的有效性與地層水的活躍程度密切相關，總結分析巖石放射性強度、儲層發育深度與有效性的關系。張峰等[5]基于三孔隙度模型進行儲層儲集空間劃分，建立了孔隙型、孔洞型和裂縫型儲層的有效性評價標準。為了更好地明確茅口組淺灘疊巖溶新類型儲層的測井響應特征，開展有效性評價，本文通過巖心精細標定成像、成像刻度常規測井信息，建立垂向巖溶分帶及識別標準，明確縫洞型、孔洞型和縫孔型3類儲層識別圖版，從而建立茅口組巖溶儲層有效性評價方法和評價標準。

1 巖溶垂向分帶及特征

根據川東北地區茅口組地質背景，結合巖心和電成像測井資料，將茅口組頂部地層劃分為表層巖溶帶、垂直滲流帶、水平潛流帶和基巖。

通過典型井電成像測井信息分析，表層巖溶帶表現為不規則亮黃色團塊被暗色低阻包絡的角礫狀組合（圖1a）；垂直滲流帶表現為不規則分布暗色斑點，縫洞網狀呈中高角度縱向延伸，是垂直淋濾縫與溶蝕孔洞響應，被有機質和方解石半充填，偶見殘余孔洞（圖1b）；水平潛流帶表現為近似水平方向延伸的溶蝕孔、縫，水平層狀與暗色斑狀組合（圖1c、1d）；基巖表現為亮色塊狀結構，為致密灰巖響應（圖1e），偶見線狀或斑狀特征[6]。此外茅三段底部普遍發育薄層狀構造，為泥質條帶與灰巖巖性互層（圖1f）。元壩地區茅三段巖溶作用整體以垂直滲流作用為主，巖溶高地的巖溶作用表現更強，根據測井響應特征差異性，建立了垂向巖溶分帶的測井識別模式（表1）。

表1 茅口組典型垂向巖溶帶儲層測井識別模式

圖1 茅口組典型垂向巖溶帶的電成像特征圖版

3 儲層類型劃分及識別

川東北地區茅口組碳酸鹽巖為淺灘和巖溶兩種作用的共同影響，除受到沉積相帶控制外，同時受到大氣淡水淋濾、剝蝕和溶蝕等作用改造，發育孔隙、溶洞和裂縫3類儲集空間，按孔、洞、縫的組合方式及其所占比例將儲層劃分為4種類型[7-8]。本文根據巖心、成像資料，結合常規測井的響應特征差異建立了其余3類儲層識別圖版。

3.1 儲層測井響應特征

縫洞型儲層儲集空間主要為溶洞，裂縫為主要滲流通道，溶洞常沿裂縫發育溝通，YB702井為典型井。巖心資料表明，茅三段中下部發育受巖溶作用影響的半充填巖溶縫洞儲層，巖性主要為生屑灰巖，儲集空間主要為半充填巖溶縫洞，殘余部分空間。測井響應是裂縫和溶蝕孔洞的疊加，表現為“三低兩高”：即低GR、低DEN、中低RT、高AC和高CNL。曲線形態總體為“箱型”或“漏斗型”，由于裂縫發育，局部為“鋸齒狀”。電成像圖像見大小不一的暗色斑塊狀，裂縫呈一系列寬窄變化、具有溶蝕的、可中斷的暗色線條，指示溶洞和裂縫同時發育（圖2a）。

圖2 茅口組不同儲層類型測井響應特征

孔洞型儲層儲集空間主要為溶孔，發育少量溶洞，YB8井為典型井。茅三段頂部巖性主要為云質生屑灰巖、細-中晶白云巖，儲集空間主要為晶間孔、晶間溶孔和生屑溶蝕孔。測井響應同樣表現“三低兩高”的特征，取值范圍與縫洞型有所區別，AC和CNL輕微增大。曲線形態總體變化平緩或鋸齒狀，RT呈“箱型”或“鐘型”。電成像圖像表現為大小不一的暗色斑點狀或蜂窩狀（圖2b）。

縫孔型儲層基質孔隙較低，溶蝕孔洞基本不發育，以裂縫為主，一般為構造縫經溶蝕擴大形成的溶蝕縫或網狀縫，裂縫既是儲集空間又是滲流通道。曲線鋸齒狀特征明顯，裂縫發育位置AC、CNL增大，DEN整體變化幅度不大，RT略微降低。電成像表現為亮黃色背景下一系列寬窄變化、帶溶蝕、隨意切割地層的局部中斷正弦曲線（圖2c）。

3.2 儲層類型測井識別

根據儲層類型特征，建立不同類型儲層測井曲線交會圖。從圖3可以看出，圖版①反映縫洞型儲層隨著裂縫、溶蝕孔洞發育程度增加，AC、CNL明顯增大，圖版②反映縫孔型儲層RT較高（YB8井電阻率高背景值，大于50000Ω.M），縫洞型儲層RT最低，孔洞型儲層介于之間。首先根據圖版①識別縫洞型儲層，應用圖版②區分孔洞型、縫孔型儲層。由于巖溶儲層中溶蝕孔洞、裂縫發育的非均質性，常規測井會出現反應不靈敏或夸大其響應等情況，存在一定多解性。

圖3 茅口組儲層類型測井識別圖版

4 儲層有效性測井評價

川東北地區茅口組縱向以垂向滲流帶縫洞型和水平潛流帶孔洞型儲層為主，儲集空間中充填泥質時與儲層響應相似，充填程度往往與自然伽馬高低無正相關關系，為儲層有效性評價帶來困擾。筆者在分析巖溶帶、儲層類型對儲層有效性影響基礎上，利用巖心和測試資料刻度測井，建立有效性評價圖版，為巖溶儲層有效性評價提供新思路。

川東北地區茅口組測試工業氣流井巖溶帶類型分布具有一定規律性。由圖4可知，試氣段垂直滲流帶占比66%，表層巖溶帶占比21%，水平潛流帶占比13%。綜合分析認為，茅口組巖溶儲層垂直巖溶帶有效性最好，水平潛流帶未充填部分有效性次之。根據識別的儲層類型，統計不同儲層類型物性分布（圖5）：孔洞型儲層孔隙度分布在2.0%～3.0%，占比約62%；縫洞型儲層孔隙度主要分布在1.0%～2.0%，占比約69%；縫孔型儲層孔隙度主要小于2%，1.0%～2.0%占比約48%，0.5%～1.0%占比約42%。綜合認為，孔洞型儲層物性優于縫洞型。由圖6可知，川東北地區茅口組儲層類型以縫洞型、孔洞型為主，針對以上兩類儲層的測試產量較高。

圖4 川東北地區茅口組產氣井巖溶帶類型分布

圖5 茅口組不同類型儲層孔隙度分布

圖6 川東北地區茅口組儲層類型分布

川東北地區茅口組具有多期溶蝕、硅質、泥質充填及強非均質性的特點，影響儲層有效性評價準確性，結合巖心、薄片、測試等資料，建立常規測井評價儲層有效性的圖版，不同有效性井段在自然伽馬與電阻率交會圖上表現出明顯分區特征，區域①～⑥為各區域映射結果（表2）。試氣層段以枚紅色區域為主，少部分橙色區域，表明枚紅色區域代表的儲層有效性較好。

表2 儲層有效性評價標準表

5 結論

1）元壩地區茅口組基質物性較低，孔隙度介于0.2%～2.0%，滲透率介于0.0005～9.2mD，為低孔、特低滲碳酸鹽巖儲層。巖心孔滲呈正相關關系，局部表現出低孔、高滲的巖溶影響特征。

2）茅口組巖溶帶垂向上劃分為表層巖溶帶、垂直滲流帶、水平潛流帶和基巖。表層巖溶帶表現為不規則亮黃色團塊被暗色低阻包絡的角礫狀組合；垂直滲流帶表現為不規則分布暗色斑點，縫洞網狀呈中高角度縱向延伸，是垂直淋濾縫與溶蝕孔洞響應，被有機質和方解石半充填；水平潛流帶表現為近似水平方向延伸的溶蝕孔、縫，水平層狀與暗色斑狀組合；基巖表現為亮色塊狀結構，偶見線狀或斑狀特征。應用巖心刻度電成像、電成像刻度常規測井的方法，建立了不同巖溶帶測井識別模式。

3）茅口組巖溶儲層劃分為縫洞型、孔洞型和縫孔型3種儲層類型。不同儲層類型具有不同測井響應特征，分析認為自然伽馬測井、三孔隙度測井和電阻率測井具有較強的敏感性，根據以上測井曲線的差異性建立了利用聲波時差與中子圖版識別縫洞型儲層、密度與電阻率圖版區分孔洞型和縫孔型儲層的測井識別圖版。

4）茅口組巖溶儲層有效性受垂向巖溶帶、儲層類型等因素影響，明確垂直滲流帶縫洞型儲層的有效性最好，水平潛流帶孔洞型儲層未充填部分有效性次之。在此基礎上，建立自然伽馬-深側向電阻率有效性評價圖版和評價標準，與試氣成果具有較強一致性。